开源硬件平台全新简介 (2) Raspberry Pi “树莓派”(下): 问题与总评

我们在上篇《开源硬件平台全新简介 (1) Raspberry Pi “树莓派”(上): 概述与优势》中，介绍了Raspberry Pi的基本信息与竞争优势。当时留了个坑：“可以赞，就当然必须喷，没得喷不科学”。今天就填这个大坑。

（因为参加Maker Faire Shenzhen深圳制汇节造成的延期深感抱歉。欢迎您阅读我们对这场展会的所有原创报道！）

树莓派林林总总的所有问题

博通，你要摁着多少资源自己专属？

做为树莓派ARM核心的Broadcom BCM2835这个芯片是专供树莓派的。这就造成了事实上无法采购这个芯片，用于复制、仿制或定制基于树莓派的产品。

更为残忍的是，BCM2835的手册（Datasheet）也不向公众提供，必须由合作商签订保密协议（NDA）才能获得。这样就造成了就算得到树莓派的电路图（基金会开放电路图倒是真的），也不能完全理解图中涉及BCM2835的部分。

并且博通对其VideoCore IV显示核心的驱动程序，也采取了和很多驱动程序一致的闭源发布。这就造成了依赖树莓派显示核心的程序，很难迁移到使用其他显示核心（例如Mali）的ARM SoC上：

这两点都是在树莓派的热销压力之下才有所改变。博通对BCM2835，放出了一个部分的Datasheet描述了芯片的外部总线（但仍没有放全部的Datasheet）。而VideoCore IV显示核心的文档和相关代码，则一直让所有的开发者整整等待了两年，直到2014年的2月份才对外提供。而后还要树莓派基金会去填坑，举办竞赛号召爱好者去把这部分资料应用到树莓派上。

但根本的一点到现在仍然没有变：树莓派仍然难以仿制和改进，不可能对树莓派去实际执行开源项目的fork-republish机制。为了增强树莓派的定制性，树莓派基金会最近推出了一款笔记本内存大小的核心板，只包含BCM2835和内存，任何对外接口允许自己连接。——但在硬件设计没有变化的情况下，这种努力不过是一种临时手段（workaround），改变不了树莓派无法遵循开源模式的硬伤。

所以SUSE中国的一位资深工程师（恕我忘记尊姓大名）在2013年的一次线下聚会中，甚至不将Raspberry Pi列入开源硬件之列。这不是没有道理的——不能复制，不能改进，开源软件只运行在皮毛的层次上，这样和传统闭源的PC，在概念上又有什么区别？

更有极端的说法直接称博通为“开源的敌人”——其实认真审视一下，这个说法虽然激烈，但恐怕也并不特别过分。

基金会，你挖了多少坑没填？

树莓派基金会真的很努力，也促成了很多和树莓派有关的开发项目。但不得不说的是，树莓派至今为止，仍然有很大一部分工作仍然“挖坑不填”。

用最大的一个坑举例子：DSI显示接口。DSI是连接液晶裸屏（或模块）的一个硬件接口，从使用情况来看极不流行，很难买到DSI接口的屏幕。在实用价值上，远远落后于常用于液晶电视、笔记本屏幕的LVDS接口。树莓派采用DSI也许有BCM2835硬件设计上的理由。但两年时间过去了，树莓派仍然没有拿出使用DSI接口实际驱动出一个屏幕的例子。

……这样问题就很简单了：那当初设计这个DSI口是做什么的？！

▲ 基金会，你为什么让所有树莓派的DSI接口一直吃灰？(图片协议:CC-BY-SA)

软硬件设计，还要弄出多少缺陷才算完？

树莓派的软硬件设计真的不怎么好，这一段要重点说。举3个例子。

怎么给电都不够的5V电源

树莓派使用单一5V供电，电源本身并不做任何处理，所有5V的设备直接取电，只有CPU的供电用数个低压差（LDO）单独提供。[注B]这本来是一种很简单、显然、低成本的无管理电源设计。但偏偏树莓派在电源上串联了一个自恢复保险（PTC）进去，试图防止出现短路、过流等故障。

PTC是一种简单的过流保护器件，过流时发热造成内阻上升抵抗过流，异常解除后可以冷却让内阻下降，恢复设备工作。但PTC简单就有简单的问题：PTC自身的电阻不低（实测很可能有0.2Ω以上），串接在电源上容易把电源电压拉下0.3-0.5V左右的程度。——对5V这个低压来说，电源跌落这个程度就很成问题了，极易造成依赖5V的USB等外设欠压异常。

事实上如果供电电压是5.2-5.4等比5V整数稍微高点的规格，那么树莓派得到的电压还可能在5V上。如果电源老老实实提供5V，那树莓派就麻烦了。这也就是许多人误解“树莓派对电源要求高”的原因——实际上要求高不是性能需要，只是一个设计错误使然。

▲ 一颗自作聪明的保险，搞坏了所有的事情。

塞车又缺电的USB接口

BCM2835处理器实际上只有1个USB主接口。这个接口也是树莓派唯一的高速数据通道。

常见的树莓派B型，虽然有两个USB和一个以太网接口，但这都是板载的LAN9512芯片的杰作[注C]。这三个接口实际上只是共享1个USB主端口的480Mbps带宽。所以树莓派的USB总线塞车，是每一个树莓派玩家心中的痛。只要图像采集、文件传输等有数据吞吐的任务稍微要求高一点，树莓派就必然的缴枪投降。

另外树莓派对USB的供电，只是把+5V接了上去，根本没有为USB设备上电时的突波做去耦设计[注D]。这样造成的恶果是哪怕USB设备的工作电流本身不大，其插入时的瞬时大电流也会导致CPU供电不足而重启。这个问题不挑设备，社区使用U盘、USB无线网卡等实测都出现过。

（所以对树莓派而言，用一个有电源输入的USB HUB，把USB的供电单独解决掉是必须的。社区里每天都在讨论“有源HUB怎么选”的问题。）

这又是一个弱智的毛病。……基金会你们做出样板之后，难道不连接各种各样的USB设备测试一下吗？

▲ USB的热插拔本来应该无条件做到。为什么树莓派要我们自己花钱补充这种破烂才行？

让新手与老手一起头痛的NOOBS

树莓派的启动需要一个FAT32的Boot分区，和一个(或数个)Ext4的Linux主分区。这也是Linux系统的典型需求。树莓派原来的系统安装方式，是简单的用烧写工具，把.img系统镜像绕过分区表直接写盘。写好盘后分区表结构也就自动建立好了。但偏偏基金会认为这样还不够，“我们要直接把文件拷进SD卡里就能用”！于是基金会推出了官方的启动前运行环境“NOOBS”。（noob /nu:b/ n. 菜鸟、新手）

使用NOOBS需要把NOOBS软件包（内置数个系统的大压缩包）拷入SD卡。NOOBS允许用户选择一个系统，利用SD卡的剩余空间，在树莓派上现场解压并建立分区结构。NOOBS不是真正的系统多启动工具，一次只能在SD卡的剩余空间里装一个系统，不过倒可以随时把系统推掉换成别的。

NOOBS其实只是带来了许多的麻烦：

• 拷贝NOOBS意味着要同时把多个系统拷入SD卡，复制时间浪费极其严重，对于Class4的低速SD卡尤其难以忍耐。
• NOOBS带着好几个系统镜像常驻SD卡，浪费空间。4GB及以下卡实际上根本无法使用NOOBS。
• 常驻就意味着陈旧。SD卡上NOOBS带的系统镜像，难以得到最新的更新。
• 不能真正的多启动，那为什么还要在SD卡上常驻这么多系统？
• 如果系统真要推掉重来，为什么不用电脑？

……所以这主意到底谁想出来的？！刷卡操作也许确实需要给新手些微的指导，但提出NOOBS这种一堆麻烦替代1个麻烦的方案，到底是一种什么样的做事哲学啊？！

▲ 系统刷写本该是计算机的任务。NOOBS如此越俎代庖是几个意思？

对树莓派的总评

综合社区这两年所有的抱怨，我们的批评大概也就以上这些了。

也许喷了树莓派很多，但请所有读者都不要忘记：这都只是硬币的另外一面。

树莓派目前仍然是硬件条件相对成熟，软件资源最为完备，社区支持最为广泛，英文资料最为全面，方案参考最为充足的硬件。
树莓派也许不那么开源，但仍然是实践开源硬件工作的最好利器——也许是最好，不是也可以称为“最好之一”。

如果你是Linux和硬件开发的新手，那么树莓派目前肯定是不二之选。因为使用树莓派，意味着最大程度的保证成功，降低新手上路的挫折感。我们感觉对新手而言，也许其他的硬件也值得去尝试，但树莓派恐怕很大程度上还是必须的，同时也是很推荐放在第一个购买的。

当然，如果您已经是Linux/嵌入式/单片机/工控/通讯等任何一个领域的有经验人士，那么就未必需要一定去购买树莓派。您大可先了解树莓派的参数、能力、优点和问题，自行评估购买适合您的硬件平台。

关于树莓派，我们的介绍就是这些了。下集预告：pcDuino（全一篇），敬请期待。

声明

任何一篇文章，都无法完全覆盖每一个人各种条件的差异。对于部分人群，本文的参考一定会出现或多或少不适用的情况。
因此本文全部的学习与采购建议仅供参考。开发者请按照个人情况，综合各种观点自行决断。

注解

[注A] 题外话——我们信奉这一点：厂商只要宣传了硬件的能力，就必须给出相应的证明。
有许多硬件厂商，硬件参数叫得响，“超越×××”吹上天，却拿不出可以运行的程序代码去证明硬件的能力。
这种厂商和骗子没有区别。有句话就是送他们的：“Talk is cheap. Show me the code.” (Linus, 2000)
回头审视树莓派——说实话，树莓派虽然还有坑没填，但已经填好的坑，在数量和质量上都已经比其他厂商绝对优秀了。

[注B] 细节不完全准确，但基本上如此。

[注C] LAN9512芯片充当HUB将USB口1分为3，并在芯片内部，把其中一个USB口永久连接上了USB有线网卡。
因此对系统是HUB×1+USB网卡×1，对外是USB×2+以太网×1，所有设备分割1个Host端口的带宽。

[注D] 各种电子设备在上电（或工作负载突然增加，例如CPU压力测试）时总会出现电流（负载）突然增大的现象。
如果负载只是单纯连接电源，负载突变就必然导致电源电压突变，影响甚至危害连接同一电源的其他单元电路。
去耦就是使用必要器件吸收单元电路中负载的突变，让负载突变不反映到电源电压上。这个名称之意就是“去除单元电路与整体电路的耦合”。

---

SegmentFault原创文章，转载请遵守本站的有关声明。